sys/fs/ext2fs/ext2_bmap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1989, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      @(#)ufs_bmap.c  8.7 (Berkeley) 3/21/95
  35  * $FreeBSD$
  36  */
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/bio.h>
  41 #include <sys/buf.h>
  42 #include <sys/proc.h>
  43 #include <sys/vnode.h>
  44 #include <sys/mount.h>
  45 #include <sys/resourcevar.h>
  46 #include <sys/stat.h>
  47
  48 #include <fs/ext2fs/inode.h>
  49 #include <fs/ext2fs/fs.h>
  50 #include <fs/ext2fs/ext2fs.h>
  51 #include <fs/ext2fs/ext2_dinode.h>
  52 #include <fs/ext2fs/ext2_extern.h>
  53 #include <fs/ext2fs/ext2_mount.h>
  54
  55 static int ext4_bmapext(struct vnode *, int32_t, int64_t *, int *, int *);
  56
  57 /*
  58  * Bmap converts the logical block number of a file to its physical block
  59  * number on the disk. The conversion is done by using the logical block
  60  * number to index into the array of block pointers described by the dinode.
  61  */
  62 int
  63 ext2_bmap(struct vop_bmap_args *ap)
  64 {
  65         daddr_t blkno;
  66         int error;
  67
  68         /*
  69          * Check for underlying vnode requests and ensure that logical
  70          * to physical mapping is requested.
  71          */
  72         if (ap->a_bop != NULL)
  73                 *ap->a_bop = &VTOI(ap->a_vp)->i_devvp->v_bufobj;
  74         if (ap->a_bnp == NULL)
  75                 return (0);
  76
  77         if (VTOI(ap->a_vp)->i_flag & IN_E4EXTENTS)
  78                 error = ext4_bmapext(ap->a_vp, ap->a_bn, &blkno,
  79                     ap->a_runp, ap->a_runb);
  80         else
  81                 error = ext2_bmaparray(ap->a_vp, ap->a_bn, &blkno,
  82                     ap->a_runp, ap->a_runb);
  83         *ap->a_bnp = blkno;
  84         return (error);
  85 }
  86
  87 /*
  88  * This function converts the logical block number of a file to
  89  * its physical block number on the disk within ext4 extents.
  90  */
  91 static int
  92 ext4_bmapext(struct vnode *vp, int32_t bn, int64_t *bnp, int *runp, int *runb)
  93 {
  94         struct inode *ip;
  95         struct m_ext2fs *fs;
  96         struct ext4_extent *ep;
  97         struct ext4_extent_path path = {.ep_bp = NULL};
  98         daddr_t lbn;
  99         int ret = 0;
 100
 101         ip = VTOI(vp);
 102         fs = ip->i_e2fs;
 103         lbn = bn;
 104
 105         /*
 106          * TODO: need to implement read ahead to improve the performance.
 107          */
 108         if (runp != NULL)
 109                 *runp = 0;
 110
 111         if (runb != NULL)
 112                 *runb = 0;
 113
 114         ext4_ext_find_extent(fs, ip, lbn, &path);
 115         ep = path.ep_ext;
 116         if (ep == NULL)
 117                 ret = EIO;
 118         else {
 119                 *bnp = fsbtodb(fs, lbn - ep->e_blk +
 120                     (ep->e_start_lo | (daddr_t)ep->e_start_hi << 32));
 121
 122                 if (*bnp == 0)
 123                         *bnp = -1;
 124         }
 125
 126         if (path.ep_bp != NULL) {
 127                 brelse(path.ep_bp);
 128                 path.ep_bp = NULL;
 129         }
 130
 131         return (ret);
 132 }
 133
 134 /*
 135  * Indirect blocks are now on the vnode for the file.  They are given negative
 136  * logical block numbers.  Indirect blocks are addressed by the negative
 137  * address of the first data block to which they point.  Double indirect blocks
 138  * are addressed by one less than the address of the first indirect block to
 139  * which they point.  Triple indirect blocks are addressed by one less than
 140  * the address of the first double indirect block to which they point.
 141  *
 142  * ext2_bmaparray does the bmap conversion, and if requested returns the
 143  * array of logical blocks which must be traversed to get to a block.
 144  * Each entry contains the offset into that block that gets you to the
 145  * next block and the disk address of the block (if it is assigned).
 146  */
 147
 148 int
 149 ext2_bmaparray(struct vnode *vp, daddr_t bn, daddr_t *bnp, int *runp, int *runb)
 150 {
 151         struct inode *ip;
 152         struct buf *bp;
 153         struct ext2mount *ump;
 154         struct mount *mp;
 155         struct indir a[NIADDR + 1], *ap;
 156         daddr_t daddr;
 157         e2fs_lbn_t metalbn;
 158         int error, num, maxrun = 0, bsize;
 159         int *nump;
 160
 161         ap = NULL;
 162         ip = VTOI(vp);
 163         mp = vp->v_mount;
 164         ump = VFSTOEXT2(mp);
 165
 166         bsize = EXT2_BLOCK_SIZE(ump->um_e2fs);
 167
 168         if (runp) {
 169                 maxrun = mp->mnt_iosize_max / bsize - 1;
 170                 *runp = 0;
 171         }
 172         if (runb)
 173                 *runb = 0;
 174
 175
 176         ap = a;
 177         nump = &num;
 178         error = ext2_getlbns(vp, bn, ap, nump);
 179         if (error)
 180                 return (error);
 181
 182         num = *nump;
 183         if (num == 0) {
 184                 *bnp = blkptrtodb(ump, ip->i_db[bn]);
 185                 if (*bnp == 0) {
 186                         *bnp = -1;
 187                 } else if (runp) {
 188                         daddr_t bnb = bn;
 189
 190                         for (++bn; bn < NDADDR && *runp < maxrun &&
 191                             is_sequential(ump, ip->i_db[bn - 1], ip->i_db[bn]);
 192                             ++bn, ++*runp);
 193                         bn = bnb;
 194                         if (runb && (bn > 0)) {
 195                                 for (--bn; (bn >= 0) && (*runb < maxrun) &&
 196                                         is_sequential(ump, ip->i_db[bn],
 197                                                 ip->i_db[bn + 1]);
 198                                                 --bn, ++*runb);
 199                         }
 200                 }
 201                 return (0);
 202         }
 203
 204         /* Get disk address out of indirect block array */
 205         daddr = ip->i_ib[ap->in_off];
 206
 207         for (bp = NULL, ++ap; --num; ++ap) {
 208                 /*
 209                  * Exit the loop if there is no disk address assigned yet and
 210                  * the indirect block isn't in the cache, or if we were
 211                  * looking for an indirect block and we've found it.
 212                  */
 213
 214                 metalbn = ap->in_lbn;
 215                 if ((daddr == 0 && !incore(&vp->v_bufobj, metalbn)) || metalbn == bn)
 216                         break;
 217                 /*
 218                  * If we get here, we've either got the block in the cache
 219                  * or we have a disk address for it, go fetch it.
 220                  */
 221                 if (bp)
 222                         bqrelse(bp);
 223
 224                 bp = getblk(vp, metalbn, bsize, 0, 0, 0);
 225                 if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 226 #ifdef INVARIANTS
 227                         if (!daddr)
 228                                 panic("ext2_bmaparray: indirect block not in cache");
 229 #endif
 230                         bp->b_blkno = blkptrtodb(ump, daddr);
 231                         bp->b_iocmd = BIO_READ;
 232                         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
 233                         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
 234                         vfs_busy_pages(bp, 0);
 235                         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
 236                         bstrategy(bp);
 237                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
 238                         error = bufwait(bp);
 239                         if (error) {
 240                                 brelse(bp);
 241                                 return (error);
 242                         }
 243                 }
 244
 245                 daddr = ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[ap->in_off];
 246                 if (num == 1 && daddr && runp) {
 247                         for (bn = ap->in_off + 1;
 248                             bn < MNINDIR(ump) && *runp < maxrun &&
 249                             is_sequential(ump,
 250                             ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn - 1],
 251                             ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn]);
 252                             ++bn, ++*runp);
 253                         bn = ap->in_off;
 254                         if (runb && bn) {
 255                                 for (--bn; bn >= 0 && *runb < maxrun &&
 256                                         is_sequential(ump,
 257                                         ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn],
 258                                         ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn + 1]);
 259                                         --bn, ++*runb);
 260                         }
 261                 }
 262         }
 263         if (bp)
 264                 bqrelse(bp);
 265
 266         /*
 267          * Since this is FFS independent code, we are out of scope for the
 268          * definitions of BLK_NOCOPY and BLK_SNAP, but we do know that they
 269          * will fall in the range 1..um_seqinc, so we use that test and
 270          * return a request for a zeroed out buffer if attempts are made
 271          * to read a BLK_NOCOPY or BLK_SNAP block.
 272          */
 273         if ((ip->i_flags & SF_SNAPSHOT) && daddr > 0 && daddr < ump->um_seqinc) {
 274                 *bnp = -1;
 275                 return (0);
 276         }
 277         *bnp = blkptrtodb(ump, daddr);
 278         if (*bnp == 0) {
 279                 *bnp = -1;
 280         }
 281         return (0);
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Create an array of logical block number/offset pairs which represent the
 286  * path of indirect blocks required to access a data block.  The first "pair"
 287  * contains the logical block number of the appropriate single, double or
 288  * triple indirect block and the offset into the inode indirect block array.
 289  * Note, the logical block number of the inode single/double/triple indirect
 290  * block appears twice in the array, once with the offset into the i_ib and
 291  * once with the offset into the page itself.
 292  */
 293 int
 294 ext2_getlbns(struct vnode *vp, daddr_t bn, struct indir *ap, int *nump)
 295 {
 296         long blockcnt;
 297         e2fs_lbn_t metalbn, realbn;
 298         struct ext2mount *ump;
 299         int i, numlevels, off;
 300         int64_t qblockcnt;
 301
 302         ump = VFSTOEXT2(vp->v_mount);
 303         if (nump)
 304                 *nump = 0;
 305         numlevels = 0;
 306         realbn = bn;
 307         if ((long)bn < 0)
 308                 bn = -(long)bn;
 309
 310         /* The first NDADDR blocks are direct blocks. */
 311         if (bn < NDADDR)
 312                 return (0);
 313
 314         /*
 315          * Determine the number of levels of indirection.  After this loop
 316          * is done, blockcnt indicates the number of data blocks possible
 317          * at the previous level of indirection, and NIADDR - i is the number
 318          * of levels of indirection needed to locate the requested block.
 319          */
 320         for (blockcnt = 1, i = NIADDR, bn -= NDADDR;; i--, bn -= blockcnt) {
 321                 if (i == 0)
 322                         return (EFBIG);
 323                 /*
 324                  * Use int64_t's here to avoid overflow for triple indirect
 325                  * blocks when longs have 32 bits and the block size is more
 326                  * than 4K.
 327                  */
 328                 qblockcnt = (int64_t)blockcnt * MNINDIR(ump);
 329                 if (bn < qblockcnt)
 330                         break;
 331                 blockcnt = qblockcnt;
 332         }
 333
 334         /* Calculate the address of the first meta-block. */
 335         if (realbn >= 0)
 336                 metalbn = -(realbn - bn + NIADDR - i);
 337         else
 338                 metalbn = -(-realbn - bn + NIADDR - i);
 339
 340         /*
 341          * At each iteration, off is the offset into the bap array which is
 342          * an array of disk addresses at the current level of indirection.
 343          * The logical block number and the offset in that block are stored
 344          * into the argument array.
 345          */
 346         ap->in_lbn = metalbn;
 347         ap->in_off = off = NIADDR - i;
 348         ap++;
 349         for (++numlevels; i <= NIADDR; i++) {
 350                 /* If searching for a meta-data block, quit when found. */
 351                 if (metalbn == realbn)
 352                         break;
 353
 354                 off = (bn / blockcnt) % MNINDIR(ump);
 355
 356                 ++numlevels;
 357                 ap->in_lbn = metalbn;
 358                 ap->in_off = off;
 359                 ++ap;
 360
 361                 metalbn -= -1 + off * blockcnt;
 362                 blockcnt /= MNINDIR(ump);
 363         }
 364         if (nump)
 365                 *nump = numlevels;
 366         return (0);
 367 }